Похожие статьи
Сокращение численности насекомых угрожает многим экосистемам по всему миру. Хотя воздействие пестицидов хорошо изучено, ощущается недостаток знаний о воздействии других антропогенных загрязнителей. Экологи из Университета Байройта впервые изучили воздействие частиц выхлопных газов дизельного топлива на шмелей.
В двух новых исследованиях, опубликованных в «Экологии и эволюции» и «Журнале опасных материалов«, показано, что эти мелкие частицы пыли могут значительно повредить организм шмелей, если они постоянно попадают с пищей.
Частицы выхлопных газов дизельных транспортных средств могут вызывать респираторные или легочные заболевания у людей. В дикой природе они часто попадают в нектар цветов растений, которым питаются шмели и другие насекомые. Ученые исследовательской группы по экологии животных Байройтского университета воссоздали это созвездие в лаборатории.
В качестве модельного организма они выбрали шмелей широко распространенного вида Bombus terrestris (шмель с желтохвостым хвостом). В сотрудничестве с кафедрой технической термодинамики и транспортных процессов Байройтского университета они создали частицы выхлопных газов, образующиеся в процессе сгорания в четырехцилиндровом дизельном двигателе того типа, который часто используется в легковых автомобилях. Эти частицы были добавлены в подслащенную воду, ежедневно подаваемую шмелям в лаборатории.
Количество соответствовало количеству частиц выхлопных газов дизельного топлива, которые уже были обнаружены в почве вблизи оживленных проселочных дорог. Анализ частиц в лабораториях Байройта показал, что они частично состоят из элементарного углерода, но также содержат тяжелые металлы и другие органические вещества, такие как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Предполагается, что ПАУ токсичны для человека и способствуют развитию рака.
После того, как шмели употребляли частицы выхлопных газов в каждый прием пищи в течение семи дней, ученые заметили значительное изменение в составе кишечного микробиома: из видов бактерий, которые обычно составляют основные компоненты кишечной флоры шмелей, некоторые были гораздо более обильными, в то время как другие были менее обильными.
В частности, бактерия Snodgrassella, которая важна для формирования биопленки, защищающей кишечник, присутствовала лишь в очень небольшом количестве. Согласно исследованиям, такие изменения в кишечном микробиоме ослабляют иммунитет и устойчивость насекомых к патогенам, тем самым увеличивая их смертность.
«Пониженное содержание жира свидетельствует о том, что частицы запускают процессы детоксикации в организме шмелей, которые связаны с повышенным потреблением энергии. Эти исследования также позволяют сделать вывод: ежедневное поступление частиц выхлопных газов с пищей подвергает организм шмелей стрессу. Мы заметили, что их смертность значительно возрастает «, — рассказывает первый автор Фредерик Хюфтляйн M.Sc ., аспирант исследовательской группы по экологии животных.
Также были выявлены значительные изменения в экспрессии генов, производстве жизненно важных белков, контролируемых генами. Анализ транскриптома — совокупности молекул РНК, образующихся в данный момент времени, — показал, что изменилась экспрессия 324 генов. Производство молекул РНК было усилено для 165 генов, но уменьшилось для 159 генов.
Наблюдаемые изменения можно интерпретировать как признаки того, что процессам разложения в организме шмелей способствуют частицы разложения, попадающие с пищей в течение более длительного периода времени, в то время как процессы биосинтеза замедляются.
Авторы также отмечают, что в естественных условиях даже несмертельное воздействие частиц выхлопных газов может быть проблематичным для шмелей. Это связано с тем, что шмели в окружающей среде обычно подвергаются воздействию нескольких факторов стресса одновременно, например, других загрязнителей окружающей среды, таких как пестициды, или также высоких дневных температур летом.
Эксклюзивный перевод
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
